JP2008223681A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コストを抑えて効率よく機能させるとともに性能を維持できる排気浄化装置を提供する。
【解決手段】排気浄化装置３０は、排気ガスが流動する排気通路と、排気通路内に収容されて排気ガス中のＮＯｘの無害化を促進する第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂと、排気通路内に収容されて排気通路内の温度を検出する温度センサ３８と、排気通路に設けられて第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの動作に用いられる燃料を温度センサ３８に向かって噴射する第２のインジェクタ３７と、温度セン３８サの検出結果に基づいて第２のインジェクタの動作を検出するＥＣＵ３９とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車などの内燃機関の排気浄化装置に関する。

ディーゼルエンジンは、空気が多い状態で燃焼が行われるものの、拡散燃焼の形態をとるために燃焼温度が高くＮＯｘが発生する。また酸素過剰を要因として通常の三元触媒ではＮＯｘを高い効率で浄化できない。このため、排気ガス中のＮＯｘを低減するために、排気通路中にはＮＯｘ浄化触媒が設けられている。ＮＯｘ浄化触媒の一例としては、ＮＯｘ吸蔵触媒がある。

ＮＯｘ吸蔵触媒は、排気ガスの空燃比がリーンである状態、つまり酸素濃度が過剰な雰囲気（酸化雰囲気）下のときにＮＯｘを吸蔵する。また、ＮＯｘ吸蔵触媒は、排気ガスの空燃比がリッチである状態、つまり酸素濃度が低下する雰囲気（還元雰囲気）下では、吸蔵したＮＯｘを放出および還元し、無害であるＮ_２にする。

このため、排気通路には、排気通路中の排気ガスをリッチな状態つまり酸素濃度が低下する雰囲気（還元雰囲気）にするために、例えば燃料を噴射するインジェクタが設けられている。インジェクタから燃料が噴射されることによって、触媒上では、排気ガスがリッチな状態つまり酸素濃度が低下する雰囲気（還元雰囲気）下となるので、ＮＯｘ吸蔵触媒内に吸蔵されたＮＯｘが放出・還元される。

また、ＮＯｘ吸蔵触媒は、活性温度になると、ＮＯｘを効率よく吸蔵または還元する。このため、エンジンの運転状態は、温度センサによって検出された排気通路内の温度がＮＯｘ吸蔵触媒の活性温度になるように、調整されるなどする。このために、排気通路には温度センサが設けられる（例えば、特許文献１参照。）。

一方、触媒に吸蔵されたＮＯｘの量は、エンジンの運転条件などより求められる。ＮＯｘ吸蔵触媒が吸蔵したＮＯｘの量が飽和量または予め設定された量に達した場合などでは、ＮＯｘ吸蔵触媒は、吸蔵したＮＯｘを放出・還元する必要がある。

上記の通り、吸蔵されたＮＯｘを放出・還元するために、インジェクタによって排気通路内に燃料を噴射するが、吸蔵されたＮＯｘを効率よく放出・還元するためには、当該噴射された燃料を排気ガスと効率よく混合するとともに、この混合気を触媒に拡散することが求められる。

しかしながら、車体の小型化などの要請による排気通路の小型化などにより、インジェクタとＮＯｘ吸蔵触媒との間の距離が狭まるなどすると、インジェクタから噴射された燃料は、排気ガスとよく混合される前にＮＯｘ吸蔵触媒に到達してしまう。

このため、触媒を効率よく機能させるためにつまり燃料と排気ガスとを効率よく混合させるために、排気通路内にインパクタを設けるとともに、このインパクタに向かって燃料を噴射して燃料をインパクタにぶつけて拡散させることが考えられる。

また、インジェクタに故障が発生すると、ＮＯｘ吸蔵触媒は吸蔵したＮＯｘを還元できなくなってしまう。ＮＯｘ吸蔵触媒は、吸蔵、放出・還元を繰り返すことによって性能を維持するので、インジェクタが故障することは好ましくない。それゆえ、排気通路には、インジェクタの故障の有無を確認する装置が設けられる。
特開平１１−２７０３２９号公報

しかしながら、上記のように排気通路に温度センサとインパクタとインジェクタの故障の有無を確認する装置とを設けると、部品点数が多くなるのでコストが高くなる。

したがって、本発明の目的は、コストを抑えて効率よく機能させるとともに性能を維持できる排気浄化装置を提供することである。

本発明の排気浄化装置は、排気ガスが流動する排気通路と、前記排気通路内に収容されて前記排気ガスを浄化する触媒と、前記排気通路内に収容されて前記排気通路内の温度を検出する温度センサと、前記排気通路に設けられて前記触媒に供給する添加剤を前記温度センサに向かって噴射するインジェクタと、前記温度センサの検出結果に基づいて前記インジェクタの動作を検出するインジェクタ動作検出部とを備える。

この構造によれば、温度センサは、添加剤を拡散させるインパクタとしても機能する。さらに、インジェクタが添加剤を噴射すると、温度センサの検出結果は、一時的に変化する。検出結果が変化するということは、インジェクタから添加剤が噴射されたということである。インジェクタ動作部は、この温度変化に基づいて、インジェクタから添加剤が噴射されたことを検出する。つまり、インジェクタの動作を検出するために、既存の温度センサが利用される。

本発明の好ましい形態では、前記温度センサの少なくとも一部は、前記インジェクタから噴射された添加剤の主流中に配置される。

なお、主流とは、噴射された燃料のうち周囲の気体と混合される前の流れのことである。この構造によれば、添加剤は、効率よく拡散される。

本発明の好ましい形態では、排気浄化装置は、さらに、前記温度センサの検出結果に基づいて排気通路内の温度を調整する温度調整制御部を備える。前記温度調整制御部は、前記インジェクタから前記添加剤が噴射されてから所定時間の間に前記温度センサが検出した検出結果を用いない。温度調整の一例として、排気通路内の温度が予め設定された閾値より低くなった場合、排気通路内の温度を昇温する調整がある。

この構造によれば、インジェクタが添加剤を噴射すると、温度センサの検出結果は、一時的に低下する。しかしながら、温度センサの周囲の温度だけが一時的に変化しただけなので、この検出結果は、排気通路内の温度を示すものではない。それゆえ、インジェクタによる添加剤の噴射後所定時間の検出結果を用いないことによって、温度調整制御部による誤った温度制御が抑制される。例えば、一時的に上記された閾値より下がっても、温度調整制御部は、昇温制御を施さない。

本発明によれば、コストを抑えて性能を維持できる排気浄化装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る排気浄化装置３０を、図１〜５を用いて説明する。図１は、本実施形態の排気浄化装置３０を備えるディーゼルエンジン１０を示す概略図である。ディーゼルエンジン１０は、例えば自動車に用いられている。ディーゼルエンジン１０は、エンジン本体１１と、吸気系１２と、排気系１３と、ターボチャージャ１４となどを備えている。吸気系１２は、後述される燃焼室２１に空気を導く。排気系１３は、後述される燃焼室２１内の排気ガスを外部へ導く。

エンジン本体１１は、シリンダブロック１５と、シリンダヘッド１６とを備えている。シリンダブロック１５の下部には、オイルパン１７が取り付けられている。シリンダブロック１５内には例えば複数のシリンダ１８が形成されている。本実施形態では、ディーゼルエンジン１０は、例えば直列複気筒式であって、各シリンダ１８は、直列に配置されている。それゆえ、図中では、１つのシリンダ１８のみ図示されている。各シリンダ１８内には、ピストン１９が往復動可能に収容されている。

シリンダヘッド１６には燃焼室２１内に燃料を噴射する第１のインジェクタ２２が設けられている。第１のインジェクタ２２は、シリンダ１８に向いている。

吸気系１２は、吸気マニホールド２３と、図示しないエアフィルタと吸気マニホールド２３とを連通する吸気管２４となどを備えている。吸気マニホールド２３は、シリンダヘッド１６に形成された吸気ポート２５に連通している。吸気ポート２５は、燃焼室２１内に連通している。吸気管２４と吸気マニホールド２３と吸気ポート２５とは、燃焼室２１内に空気を導く吸気通路２６を形成している。吸気ポート２５には、吸気弁２７が設けられている。各第１のインジェクタ２２には、例えば図示しないコモンレール式の燃料供給装置が接続されている。

排気系１３は、例えば、シリンダヘッド１６に形成される排気ポート２８と、排気浄化装置３０と、排気ポート２８と排気浄化装置３０とを連通する第１の排気管２９となどを備えている。

排気ポート２８は、燃焼室２１内に連通しており、排気弁２８ａが設けられている。排気浄化装置３０は、排気ポート２８を通過した排気ガス中のＮＯｘとパティキュレートとを浄化する。排気浄化装置３０の構造は、後に詳細に説明する。

各燃焼室２１において、吸気弁２７と排気弁２８ａとが所定のタイミングで開閉するとともに各第１のインジェクタ２２が所定のタイミングで燃料を噴射することによって、シリンダ１８内に収容されるピストン１９が、吸気、圧縮、爆発、排気のサイクルに沿って往復動する。吸気行程の際には、吸気系１２を介して燃焼室２１内に空気が導かれる。排気行程の際には、排気系１３を介して外部へ排気が導かれる。

ターボチャージャ１４は、タービンホイール部１４ａと、コンプレッサホイール部１４ｂ部とを備えている。タービンホイール部１４ａは、例えば第１の排気管２９と排気浄化装置３０との間に設けられている。具体的には、タービンホイール部１４ａは、内部にタービンホイールが収容されている。タービンホイール部１４ａは、第１の排気管２９と連通しており、排気ガスが流入する。コンプレッサホイール部１４ｂは、吸気管２４中に設けられており、内部にコンプレッサホイールが収容されている。

タービンホイールは、排気ガスの流動を受けることによって回転する。この回転がコンプレッサホイールに伝達されることによってコンプレッサホイールが空気を圧縮し、それゆえ、燃焼室２１内への空気の充填率が向上する。

排気浄化装置３０について具体的に説明する。排気浄化装置３０は、第２の排気管３１と、第１のＮＯｘトラップ３２と、第３の排気管３３と、第２のＮＯｘトラップ３４と、第４の排気管３５と、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）装置３６と、第２のインジェクタ３７と、温度センサ３８と、ＥＣＵ３９とを備えている。

第２の排気管３１は、タービンホイール部１４ａと連通しており、タービンホイール部１４ａを通過した排気ガスを下流へ導く。

第１のＮＯｘトラップ３２は、第１のハウジング３２ａと、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂとを備えている。図２は、第１のＮＯｘトラップ３２の内部を示す断面図である。図２に示すように、第１のハウジング３２ａは、第２の排気管３１と連通するとともに、内側に第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂを収容している。第１のハウジング３２ａ内には、第２の排気管３１を通過した排気ガスが流入する。

第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、排気ガスがリーン状態つまり排気通路内は排気ガス中の酸素濃度が過剰である雰囲気（酸化雰囲気）下であると、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵する。それゆえ、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂを通過しようとする排気ガスがリーン状態であると、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、当該通過しようとする排気ガス中のＮＯｘを吸蔵する。第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、所定の活性温度では効率よくＮＯｘを吸蔵する。

また、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、排気ガスがリッチ状態つまり排気通路内は排気ガス中の酸素濃度が低下した雰囲気（還元雰囲気）下であると、吸蔵したＮＯｘを還元して無害なＮ_２にする。それゆえ、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの吸蔵したＮＯｘの量が飽和量に達した場合もしくは所定量に達した場合などでは、排気ガスをリッチ状態にさせて、吸蔵したＮＯｘを還元させる。第１のＮＯｘ吸蔵触媒は、本発明で言う触媒の一例である。第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、活性温度では、効率よくＮＯｘを還元する。

図１に示すように、第３の排気管３３は、第１のＮＯｘトラップ３２の下流に配置されており、第１のハウジング３２ａに連通している。第３の排気管３３は、第１のＮＯｘトラップ３２を通過した排気ガスを下流に導く。

第２のＮＯｘトラップ３４は、第３の排気管３３の下流に配置されている。第２のＮＯｘトラップ３４は、第２のハウジング３４ａと、第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂ（図中点線で示す）とを備えている。

第２のハウジング３４ａは、第３の排気管３３に連通するとともに、内側に第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂを収容している。第３の排気管３３を通過した排気ガスは、第２のハウジング３４ａ内に導かれる。

第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂは、排気ガスがリーン状態つまり排気通路内は排気ガス中の酸素濃度が過剰である雰囲気（酸化雰囲気）下であると、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵する。それゆえ、第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂを通過する排気ガスがリーン状態であると、当該通過する排気ガス中のＮＯｘを吸蔵する。第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂは、活性温度であると、効率よくＮＯｘを吸蔵する。

また、第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂは、排気ガスがリッチ状態つまり排気通路内は排気ガス中の酸素濃度が低下した雰囲気（還元雰囲気）下であると、吸蔵したＮＯｘを放出する。それゆえ、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂの吸蔵したＮＯｘの量が飽和量に達した場合もしくは所定量に達した場合などでは、排気ガスをリッチ状態にすることによって、第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂが吸蔵したＮＯｘを放出させる。第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂは、本発明で言う触媒の一例である。第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂは、活性温度では、効率よくＮＯｘを還元する。

第４の排気管３５は、第２のＮＯｘトラップ３４の下流に配置されている。第４の排気管３５は、第２のハウジング３４ａと連通しており、第２のＮＯｘトラップ３４を通過した排気ガスを下流に導く。

ＤＰＦ装置３６は、第４の排気管３５の下流に配置されている。ＤＰＦ装置３６は、ハウジング３６ａと、ＤＰＦ３６ｂ（図中点線で示す）とを備えている。ハウジング３６ａは、第４の排気管３５と連通するとともに、内部にＤＰＦ３６ｂを収容する。ＤＰＦ３６ｂは、ハウジング３６ａ内を流動する排気ガス中のパティキュレートを捕集する。

図２に示すように、第２のインジェクタ３７は、第２の排気管３１の壁部に固定されている。第２のインジェクタ３７は、第２の排気管３１内を流動する排気ガスをリッチにするために、例えば燃料を第２の排気管３１内に噴射する。第２のインジェクタ３７は、本発明で言うインジェクタである。

温度センサ３８は、第２の排気管３１に設けられており、第２の排気管３１において第２のインジェクタ３７の下流に配置されている。温度センサ３８は、本体部３８ａと感温部３８ｂとを備えている。本体部３８ａは、温度センサ３８において第２の排気管３１の壁部に固定される部分の概念である。感温部３８ｂは、第２の排気管３１内に露出している。感温部３８ｂは、排気ガスの温度を検出する。

なお、図２では、第２のインジェクタ３７から噴射された燃料の主流４０が示されている。主流４０とは、第２のインジェクタ３７から噴射された燃料のうち、周囲の気体（ここでは排気ガス）と混合される前のものである。図３は、図２に示されたＦ３−Ｆ３線に沿って第２の排気管３１内を示す断面図である。図３は、第２の排気管３１内において第２のインジェクタ３７と感温部３８ｂとを、これらの軸心線方向に沿って見ている。

図２，３に示すように、感温部３８ｂは、第２のインジェクタ３７から噴射された燃料の主流４０にぶつかる位置に配置されている。言い換えると、第２のインジェクタ３７は、感温部３８ｂに燃料の主流４０をぶつけるように設定されている。

また、図に示すように、第２のインジェクタ３７から噴射された燃料の主流４０は、感温部３８ｂにぶつかることによって拡散し、効率よくつまり噴射後短い距離で混合気４１（図中、ハッチングが施されている。）となる。混合気４１は、効率よく第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂに拡散される。

なお、第２のインジェクタ３７と温度センサ３８との配置関係などは、上記のように主流４０が温度センサ３８の一部例えば感温部３８ｂにぶつかることに加えて、混合気４１が排気通路を構成する壁部、ここでは例えば第２の排気管３１の壁部に付着する前に、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂに到達できるように調整されている。このことによって、混合気４１中の未燃成分が壁部に付着することによって堆積することが抑制される。

図１に示すように、ＥＣＵ３９は、第１，２のインジェクタ２２，３７と温度センサ３８とに接続されている。ＥＣＵ３９は、温度センサ３８が検出した第２の排気管３１内の温度つまり検出された排気ガスの温度に基づいて、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ,３４ｂが活性温度になったか否かを判断する。なお、本実施形態では、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの活性温度は、略同じである。

吸蔵されたＮＯｘの量が飽和量もしくは予め設定された量に達すると、ＥＣＵ３９は、第２のインジェクタ３７を用いて燃料を噴射する。この結果、排気ガスがリッチ状態、つまり排気通路内は排気ガスの酸素濃度が低下した雰囲気（還元雰囲気）下になるので、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂはＮＯｘを還元する。

なお、第２のインジェクタ３７から噴射される燃料は、本発明で言う添加剤の一例である。燃料（主流４０が示されている）は、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂがＮＯｘを還元する際に用いられる。ＮＯｘの還元は、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの動作の１つであるので、燃料は、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの動作に用いられることになる。

また、ＥＣＵ３９は、クランクシャフト４３（図１に示されている）や検出された排気ガスの温度などに基づいて、エンジン１０の運転状態を検出するとともに、検出された運転状態から累積して第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂが吸蔵したＮＯｘの量を求める。

また、ＥＣＵ３９は、例えば排気ガスの温度が予め設定されている閾値より低くなると、吸気量やインジェクタ３７から噴射される燃料の量や噴射時期を調整して、排気ガスの温度を昇温する昇温制御を行う。または、排気ガスの温度が高くなりすぎて触媒が壊れるような温度になると、上記とは逆の制御を施し、排気ガスの温度を下げる。ＥＣＵ３９は、本発明で言う、温度調整制御部の一例である。

図４は、第２のインジェクタ３７による燃料噴射に対する、温度センサ３８の温度検出結果を示すグラフである。図４に示すとともに上記したように、第２のインジェクタ３７が噴射した燃料の主流４０は、感温部３８ｂにぶつかる。

それゆえ、感温部３８ｂの周囲の温度は、燃料の蒸発に伴って一時的に低下する。このため、温度センサ３８による検出結果は、一時的に低くなる。しかしながら、温度センサ３８の検出結果は、当該温度センサ３８の感温部３８ｂの近傍の温度であって、排気ガス全体の状態を示すものではない。

このため、ＥＣＵ３９は、一時的に低下した検出結果に基づいて第１、２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂが非活性となったと判断することがないように、第２のインジェクタ３７が燃料を噴射してから所定時間ｔ１の間は、温度センサ３８によって検出された温度データに基づいて昇温制御をしないように設定されている。

なお、この所定時間ｔ１は、第２のインジェクタ３７による燃料の噴射後に温度センサ３８の検出結果が安定するまでの時間である。所定時間ｔ１は、実験などで予め求められてもよい。

また、ＥＣＵ３９は、温度センサ３８の検出結果に基づいて、第２のインジェクタ３７の故障を判断する。この点について具体的に説明する。上記の通り、第２のインジェクタ３７が燃料を噴射することによって、温度センサ３８の検出結果は、一時的に低下する。つまり、第２のインジェクタ３７へ燃料噴射を指示する信号の送信後に、温度センサ３８の検出結果が低下すれば、第２のインジェクタ３７が燃料を噴射したことになる。このように、ＥＣＵ３９は、既存の温度センサ３８を利用して、第２のインジェクタ３７の動作および故障の有無を検出する装置としても機能する。ＥＣＵ３９は、本発明で言うインジェクタ動作検出部の一例である。

なお、ＥＣＵ３９は、本願で言う温度調整制御部とインジェクタ動作検出部との２つの機能を兼ねているが、これに限定されない。例えば、それぞれが別々に構成されてもよい。

つぎに、排気浄化装置３０の動作を説明する。

ディーゼルエンジン１０が通常運転している状態では、燃焼室２１内の排気ガスは第１の排気管２９とタービンホイール部１４ａとを通過して排気浄化装置３０に導かれる。ディーゼルエンジン１０では、その性質上、排気ガスは、リーン状態、つまり排気通路内は、酸素過剰雰囲気（酸化雰囲気）下となる。

排気浄化装置３０まで達した排気ガスは、第２の排気管３１を通過し、第１のＮＯｘトラップ３２に進入する。排気ガスは、第１のＮＯｘトラップ３２を通過する際に、当該排気ガス中に含まれるＮＯｘ成分が第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂに吸蔵される。

第１のＮＯｘトラップ３２を通過した排気ガスは、第３の排気管３３を通って第２のＮＯｘトラップ３４に進入する。排気ガスは、第２のＮＯｘトラップ３４を通過する際に、当該排気ガス中に含まれるＮＯｘ成分が、第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂに吸蔵される。

第２のＮＯｘトラップ３４を通過した排気ガスは、第４の排気管３５を経てＤＰＦ装置３６に進入する。排気ガスは、ＤＰＦ装置３６を通過する際に、当該排気ガスに含まれるパティキュレートがＤＰＦ３６ｂに捕集される。ＤＰＦ装置３６を通過した排気ガスは、さらに下流に導かれる。

ＥＣＵ３９は、温度センサ３８の検出結果などに基づいてディーゼルエンジン１０の運転条件を検出するとともに、当該運転条件から累積して第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂが吸蔵したＮＯｘの量を検出する。

第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの吸蔵したＮＯｘの量が飽和量もしくは予め設定された量に達すると、ＥＣＵ３９は、第２のインジェクタ３７に燃料を噴射させる。

第２のインジェクタ３７から噴射された燃料の主流４０は、温度センサ３８の感温部３８ｂにぶつかることによって拡散する。このため、排気ガスはリッチ状態となり、つまり排気通路内は、酸素濃度が低下した雰囲気（還元雰囲気）下となる。

リッチ状態となった排気ガスは、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂに導かれる。第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、酸素濃度が低下した雰囲気下では、ＮＯｘを還元する。これにより、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、再びＮＯｘを吸蔵できるようになる。言い換えると、ＮＯｘを還元することによって、第１のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの性能が維持されるようになる。

同様に、第１のＮＯｘトラップ３２を通過した排気ガスは第２のＮＯｘトラップ３４に進入する。第２のＮＯｘトラップ３４内でも第１のＮＯｘトラップ３２内と同じ還元作用が生じる。このことによって、第２のＮＯｘ吸蔵触媒３４ｂの性能が維持されるようになる。

なお、第２のインジェクタ３７が燃料を噴射してから所定時間ｔ１は、ＥＣＵ３９は、温度センサ３８によって検出された検出結果は考慮しない。つまり、燃料噴射後の検出温が閾値より低くても、昇温制御は行われない。

また、ＥＣＵ３９は、温度センサ３８の検出結果に基づいて、第２のインジェクタ３７の故障の有無を判断する。この点について具体的に説明する。

図５は、第２のインジェクタ３７へ燃料噴射を指示する信号を送信した後のＥＣＵ３９の動作を示すフローチャートである。図５に示すように、ＥＣＵ３９は、第２のインジェクタ３７へ燃料噴射を指示する信号を送信した後、ステップＳＴ１に進む。ステップＳＴ１では、第２のインジェクタ３７による燃料噴射の１サイクル間、つまり第２のインジェクタ３７の次の燃料噴射までの間に温度センサによって検出された検出値のうち最大値から最小値を引いた値Δｔを計算する。なお、本実施形態では、最大値は、図４に示すように噴射時の検出値である。

ついで、ステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、Δｔと故障判定値とを比較する。故障判定値は、予め設定された値である。Δｔが故障判定値より大きい場合は、温度センサ３８周辺の温度が充分低下しており、それゆえ第２のインジェクタ３７より充分な燃料が噴射されたことになるので、第２のインジェクタ３７は故障していないと判断して終了する。

Δｔが故障判定値以下の場合は、ステップＳＴ３に進む。Δｔが故障値以下であるということは、第２のインジェクタ３７から充分な燃料が噴射されていないかもしくは燃料が噴射されていないことになる。この場合は、第２のインジェクタ３７が故障していると判断する。ステップＳＴ３では、第２のインジェクタ３７が故障していると判断すると、故障ランプ４２を点等するなどする。

図１に示すように、故障ランプ４２は、ＥＣＵ３９に接続されており、ＥＣＵ３９の制御によって、点灯する。故障ランプ４２が点灯することによって、自動車の乗員は、第２のインジェクタ３７が故障していることを認識することができる。第２のインジェクタ３７が故障している場合は、第２のインジェクタ３７は交換されるなどする。このため、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの性能が維持できるようになる。

このように構成される排気浄化装置３０では、温度センサ３８は、第２のインジェクタ３７から噴射された燃料を拡散するインパクタとして機能する。さらに、温度センサ３８は、第２のインジェクタ３７の故障を検出する際のセンサとしても機能する。

つまり、排気ガスの状態を検出するために用いられる温度センサ３８をインパクタとして用いることによって、別途にインパクタを設ける必要がないので、コストを低減することができる。この結果、第２のインジェクタ３７から噴射された燃料がコストを抑えて効果的に拡散されるので、コストを抑えて第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂつまり排気浄化装置３０を効率よく機能できる。

さらに、温度センサ３８が第２のインジェクタ３７の故障の有無を検出する際のセンサとして利用されるので、第２のインジェクタ３７の故障の有無を検出する際に用いられるセンサなどの装置を別途に設ける必要がない。この結果、コストを抑えて第２のインジェクタ３７の故障の有無を確認することができる。つまり、コストを抑えて、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの性能つまり排気浄化装置３０の性能を維持することができる。

上記により、コストを抑えて効率よく機能させるとともに性能を維持することができる。

また、温度センサ３８が第２のインジェクタ３７から噴射された燃料の主流４０中に配置されているので、燃料は、効率よく拡散されるようになる。

また、第２のインジェクタ３７から燃料が噴射されてから所定時間ｔ１は、温度センサ３８の検出結果を考慮しないことによって、排気ガスの状態を誤って認識することが抑制される。

なお、本実施形態では、第２のインジェクタ３７が燃料を噴射する条件として、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂの吸蔵したＮＯｘの量が飽和量または予め設定された量に達した場合としたが、これに限定されない。例えば、第１，２のＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ，３４ｂのうちいずれか一方の吸蔵量が飽和量または予め設定された量に達した場合であってもよい。

また、第１，２のＮＯｘトラップ３２，３４に用いられる触媒として、ＮＯｘ吸蔵型が用いられたが、これに限定されない。排気管に添加剤を供給するものであれば例えば、酸化触媒やＤＰＦでも同様である。また、添加剤としては燃料だけでなく尿素であってもよく、さらに排気ガスとの温度差があれば空気でもよい。

また、排気浄化装置３０は、複数の排気管を備える構造であるがこれに限定されない。排気管は、必要に応じて用いられている。

また、排気浄化装置３０は、２つのＮＯｘトラップを備える構造であるが、これに限定されない。例えば、１つでもよいし、３つでもよい。

本発明の一本実施形態に係る排気浄化装置を備えるディーゼルエンジンを示す概略図。 図１に示された第１のＮＯｘトラップの内部を示す断面図。 図２に示されたＦ３−Ｆ３線に沿って第２の排気管内を示す断面図。 図２に示された第２のインジェクタによる燃料噴射に対する、温度センサの温度検出結果を示すグラフ。 図１に示されたＥＣＵの動作を示すフローチャート。

符号の説明

３２…第１のＮＯｘ吸蔵触媒（触媒）、３４ｂ…第２のＮＯｘ吸蔵触媒（触媒）、３７…第２のインジェクタ（インジェクタ）、３８…温度センサ、３９…ＥＣＵ（インジェクタ動作検出部、温度調整制御部）、４０…主流、ｔ１…所定時間。

Claims (3)

1. 排気ガスが流動する排気通路と、
   前記排気通路内に収容されて前記排気ガスを浄化する触媒と、
   前記排気通路内に収容されて前記排気通路内の温度を検出する温度センサと、
   前記排気通路に設けられて前記触媒に供給する添加剤を前記温度センサに向かって噴射するインジェクタと、
   前記温度センサの検出結果に基づいて前記インジェクタの動作を検出するインジェクタ動作検出部と
   を具備することを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記温度センサの少なくとも一部は、前記インジェクタから噴射された添加剤の主流中に配置されることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 請求項１の記載において、
   前記温度センサの検出結果に基づいて排気通路内の温度を調整する温度調整制御部を備え、
   前記温度調整制御部は、前記インジェクタから前記添加剤が噴射されてから所定時間の間に前記温度センサが検出した検出結果を用いないことを特徴とする排気浄化装置。

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